Alumínium-levegő akkumulátor sósvízi lámpák: Munka alapelv és óvintézkedések a használatra

Működési elv

Alumínium-levegő akkumulátor A sósvízi lámpák villamos energiát generálnak az alumínium és az oxigén közötti elektrokémiai reakció révén (az elektrolit). Amikor az alumínium anód érintkezik a levegő katódjával, oxidáción megy keresztül, elektronokat szabadít fel és alumíniumionokat képez. A kapcsolódó kémiai reakciók a következők:

Ebben a reakcióban az alumínium (AL) reagál az oxigénnel (O₂) és a vízzel (H₂O), hogy alumínium -hidroxidot (AL (OH) ₃) termeljen, amely flokkulens szilárd anyagként csapható be. Az idő múlásával ezek a szilárd részecskék aggregálódhatnak, hogy nagyobb kristályos szerkezeteket képezzenek. Megfelelő körülmények között az alumínium -hidroxid tovább kiszáradhat, hogy alumínium -oxidgá váljon (Al₂O₃), ami a betonhoz hasonló kemény szilárd anyagot eredményez. Ez a tulajdonság lehetővé teszi a kapott szilárd anyag számára, hogy ellenálljon a szignifikáns nyomásnak és a külső erőknek.

Lúgos elektrolitok használatának hatása

Ha a sós vizet lúgos elektrolitra (például nátrium -hidroxid, NaOH vagy kálium -hidroxid, KOH) cserélik, akkor a működési alapelvek és a reakció folyamata eltérő. Lúgos környezetben az alumínium és az oxigén közötti reakció továbbra is az elsődleges elektrokémiai reakció. Mivel azonban az lúgos környezet csökkenti az alumínium passzivációs réteget, az elektrokémiai aktivitása fokozódik. A lúgos elektrolit reakciói a következőképpen ábrázolhatók:

Ebben az esetben az alumínium reagál a hidroxid -ionokkal (OH⁻) és az oxigénnel, hogy alumínium -hidroxid -ionokat termeljen.

Hidrogén evolúciós jelenség

Erős lúgos környezetben az alumínium hidrogén evolúciós korrózión eshet át, felszabadítva a hidrogéngázt. A kémiai reakciók a következők:

Lúgos elektrolitok használatának hatása

Ha a sós vizet lúgos elektrolitra (például nátrium -hidroxid, NaOH vagy kálium -hidroxid, KOH) cserélik, akkor a működési alapelvek és a reakció folyamata eltérő. Lúgos környezetben az alumínium és az oxigén közötti reakció továbbra is az elsődleges elektrokémiai reakció. Mivel azonban az lúgos környezet csökkenti az alumínium passzivációs réteget, az elektrokémiai aktivitása fokozódik. A lúgos elektrolit reakciói a következőképpen ábrázolhatók:

Ezek a reakciók szemléltetik a hidrogén evolúciós folyamatot erős lúgos környezetben, ami csökkent az akkumulátor teljesítményéhez.

Szilárd formáció és edzés

Lúgos környezetben az alumínium -hidroxid -ionok koncentrációja elég magasra válhat ahhoz, hogy kicsapódjanak és szilárd részecskéket képezzenek. Az idő múlásával ezek a részecskék nagyobb kristályokká válhatnak. A megszilárdulás okai a következők:

1. csapadék és aggregáció:

A generált alumínium -hidroxid az elektrolitban kicsapódik, és fokozatosan nagyobb részecskéket képez.

2. Dehidrációs átalakítás:

Bizonyos körülmények között az alumínium -hidroxid kiszáradhat és keményebb alumínium -oxidtá (Al₂o₃) alakíthat, ami nagyon kemény szilárd anyagot eredményez.

3. Környezeti hatás:

Az lúgos környezet sűrűbb struktúrákhoz vezethet a kapott szilárd anyagban, javítva annak keménységét.

Összefoglalás

Így, miközben a sós vizet lúgos elektrolitokkal történő cseréje hasonló működési alapelveket és reakciófolyamatokat eredményez, az lúgos környezet hatása az alumínium fém és a hidrogén evolúció korróziójának aktivitására a végső szilárd termékek és azok jellemzői különbségeihez vezethet. Ezek a változások javíthatják a reakció hatékonyságát, de önkorróziós problémákat is bevezethetnek.

Használati megfontolások a sósvízi lámpákhoz

1. kémiai reakciók:

A sós víz hozzáadásakor az alumíniumlemez reagál az oxigénnel a levegőben, hogy alumínium -hidroxidot hozzon létre. Ez az összetett idővel felhalmozódik, és szilárd részecskéket képez, amelyek végül nagyobb tömegekké alakulhatnak.

1. Alumíniumlemezek fogyasztása:

Ha nagy mennyiségű sós víz van, akkor az összes alumíniumlemez fogyasztható; Ha kevesebb sós víz van, elsősorban az alsó lemezeket fogyasztják. Ez egyenetlen vastagsághoz vezet a lemezek között.

2. A szilárd részecskék hatása:

A kémiai reakciók folytatódásakor a belső alumínium -hidroxid felhalmozódása és a szilárd részecskék képződése növeli az alumíniumlemezekre gyakorolt ​​nyomást.

3. Folyékonysági ellenőrzés:

Javasoljuk, hogy naponta ellenőrizze a generált alumínium -hidroxid áramlását. Ha a folyékonyság jelentősen csökken, cserélje ki friss sós vízzel; Ellenkező esetben a megkeményedett részecskéket nehezen tisztíthatják.

5. A felhasználás utáni kezelés:

Ha nem használják három órán belül, azonnal ürítse ki és öblítse ki a A sósvízi lámpa belső tere, majd szárítsa meg szellőztetett területen, miközben hűvös, száraz helyen tárolja.

6. Passzivációs jelenség:

Több felhasználás után a maradék sós víz nem lehet teljesen öblíteni, ami az alumíniumlemezek felületén passziváláshoz vezet. Amikor új sósvíz van hozzáadva, először kapcsolja be a lámpát, hogy ürítse; Ez megzavarja a lemezeken lévő passzivációs réteget és visszaállítja a normál működést.

7. hosszú élettartam és környezetbarát tulajdonságok:

A sósvízi lámpák élettartama legalább 120 óra, és akár 20 évig is tárolható anélkül, hogy további karbantartást igényelne a tárolás során. Új típusú, környezetbarát termékekként alkalmasak vészvilágításként, oktatóeszközökként vagy elektronikus eszközök töltésére különféle környezetben, például otthonok, szállodák, tűzoltási forgatókönyvek, halászati ​​kirándulások, túra kalandok, kemping kirándulások stb.